手写代码：LinkedList
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一、链表特点以及原理
查询慢，增删快。
这个分为两种情况，在头尾增加，查询、和在中间增删，查询；
在头尾进行：
在头尾进行增删，直接在存储头尾对象的first、last添加上新加的元素即可（效率极高）；
在头尾进行查询，因为内部优化，大于一半从后往前查询，效率方面也是可以的。
在中间进行：
在中间查询，需要把位数走一遍，也就是需要查询索引5的内容，就要创建（5-1）次的对象，时间及其慢。
在中间删除，要把上面查询的步骤走一遍以后，在把指定的元素删除，再把其前后两个对象（链表），连接起来。
二、单个实现原理解析
1、添加元素add方法(添加内容）
分为添加第一个元素和其它元素两种：
第一个元素： 存储的首个元素（first）和末尾元素（last）都是当前设置的元素；
其它元素： 先将两个元素进行绑定、设置最后一个元素的next为null，存储的最后一个元素为当前元素；
2、toString方法
利用StringBuilder创建对象，从first元素递归获取每一个存储的对象（element）值，存储进StringBuilder中。
3、get方法（根据索引）
调用7、检测索引，调用4、获取指定对象，并从对象中获取元素（element）的值；
4、获取指定索引的对象（索引）
分两种情况，索引大于有效长度一半（size），从后侧开始检索，不满足从左侧；
根据当前对象存储的下一个对象的内容，进行递归判断，直到找到自己想要的次数对象为止；
5、remove方法（删除指定索引位置元素）
调用4、获取指定对象，分情况进行删除（1、开头；2、中间位置；3、末尾位置），长度减一（size–）
开头： 根据当前元素获取后一个元素对象，设置存储的首个元素（first）为后一个元素；
中间： 获取当前元素前后两个元素对象，并把这两个元素进行连接；
末尾： 根据当前元素获取前一个元素对象，设置存储的末尾元素（last）为前一个元素；
6、add方法（根据索引添加到指定位置）
调用4、获取指定对象，分情况进行添加（1、开头；2、中间位置；3、末尾位置），长度加一（size++）
开头： 创建两个元素连接，设置存储的首个元素（first）为当前对象；
中间： 获取当前元素前一个元素对象，将前一个元素与当前元素连接，将当前元素与后一个元素连接；
末尾： 创建两个元素连接，设置存储的末尾元素（last）为当前对象；
7、索引检测
判断索引的数组内容进行判断，不满足则抛出运行时异常（RuntimeException）
三、完整增加步骤
1、创建基础结构，添加add、toString方法
Node存储元素对象
public class Node {
Node privious; //上一个节点
Node next; //下一个节点
Object element; //元素数据
public Node(Node privious, Node next, Object element) {
this.privious = privious;
this.next = next;
this.element = element;
}
public Node(Object element) {
this.element = element;
}
}
MyLinkedList工具类
public class MyLinkedList {
private Node first;
private Node last;
// 1、添加元素add方法
public void add(Object obj) {
Node node = new Node(obj);
if (first == null) {
first = node;
last = node;
} else {
// 元素的开头为上一个元素对象（最后一个对象）
node.privious = last;
// 元素的最后为null
node.next = null;
// 上一个元素设置为后一个对象
last.next = node;
// 设置最后元素为现在的对象
last = node;
}
}
// 2、toString方法
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
Node temp = first;
while (temp != null) {
sb.append(temp.element + ",");
temp = temp.next;
}
sb.setCharAt(sb.length() - 1, ']');
return sb.toString();
}
调用测试：
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList list = new MyLinkedList();
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
list.add("4");
String s = list.toString();
System.out.println(s);
}
}
难点解析：
是设置新创建的元素的对象里面的，前一个元素地址（privious）和后一个元素地址（next）
//元素的开头为上一个元素对象（最后一个对象）
node.privious = last;
//元素的最后为null
node.next = null;
是设置创建的上一个元素里面的，后一个元素地址（next）的值，其中last存储的上一个元素对象的地址值；
//上一个元素设置为后一个对象
last.next = node;
//设置最后元素为现在的对象
last = node;
2、增加get方法
增加size变量，并添加size的增加方法
private int size;
// 1、添加元素add方法
public void add(Object obj) {
Node node = new Node(obj);
if (first == null) {
first = node;
last = node;
} else {
// 元素的开头为上一个元素对象（最后一个对象）
node.privious = last;
// 元素的最后为null
node.next = null;
// 上一个元素设置为后一个对象
last.next = node;
// 设置最后元素为现在的对象
last = node;
}
size++;
}
增加get方法
// 3、get方法
public Object get(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new RuntimeException("索引数字不合法" + index);
}
Node temp = null;
if (index <= (size >> 1)) { //索引位置靠近与开头位置
temp = first;
for (int i = 0; i < index; i++) {
temp = temp.next;
}
} else { //索引位置靠近于末尾位置
temp = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--) {
temp = temp.privious;
}
}
return temp.element;
}
3、get方法优化、增加remove方法
get方法优化
// 3、get方法
public Object get(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new RuntimeException("索引数字不合法" + index);
}
//调用封装的getNode方法获取指定索引位置对象
Node temp = getNode(index);
return temp != null ? temp.element : null;
}
// 4、封装的获取指定索引的对象
public Node getNode(int index) {
Node temp = null;
if (index <= (size >> 1)) { //索引位置靠近与开头位置
temp = first;
for (int i = 0; i < index; i++) {
temp = temp.next;
}
} else { //索引位置靠近于末尾位置
temp = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--) {
temp = temp.privious;
}
}
return temp;
}
增加remove方法
// 5、remove方法
public void remove(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new RuntimeException("索引数字不合法" + index);
}
Node temp = getNode(index);
if (temp != null) {
Node before = temp.privious;
Node after = temp.next;
if (before != null) {
before.next = after;
}
if (after != null) {
after.privious = before;
}
// 被删除的元素是第一个元素时
if (index == 0) {
first = after;
}
// 被删除的元素时最后一个元素时
if (size == index - 1) {
last = before;
}
size--;
}
}
4、根据索引添加元素
// 6、add方法
public void add(int index,Object obj){
if (index<0||index>size-1){
throw new RuntimeException("请输入指定范围索引 "+index);
}
Node newNode = new Node(obj);
Node temp = getNode(index);
if (temp!=null){
Node before = temp.privious;
// 1、添加的元素在第一个时
if (index==0){
newNode.next=temp;
temp.privious=newNode;
first=newNode;
}
// 2、添加的元素在最后一个时
if (index==size-1){
newNode.privious=temp;
temp.next=newNode;
last=newNode;
size++;
return;
}
// 3、添加的元素在普通位置时
if (before!=null){
// 新建元素与前一个创建连接
before.next=newNode;
newNode.privious=before;
// 新建元素与后一个创建连接
newNode.next=temp;
temp.privious=newNode;
}
size++;
}
}
5、增加索引检测、泛型
索引检测：
// 7、索引检测
private void checkRange(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new RuntimeException("索引数字不合法: " + index);
}
}
泛型：
public class MyLinkedList<E> {
private Node first;
private Node last;
private int size;
// 1、添加元素add方法
public void add(E element) {
Node node = new Node(element);
if (first == null) {
first = node;
last = node;
} else {
// 元素的开头为上一个元素对象（最后一个对象）
node.privious = last;
// 元素的最后为null
node.next = null;
// 上一个元素设置为后一个对象
last.next = node;
// 设置最后元素为现在的对象
last = node;
}
size++;
}
四、完整版代码
public class MyLinkedList<E> {
private Node first; //存储第一个元素对象
private Node last; //存储最后一个元素对象
private int size; //有效的索引长度（存有值的位数）
// 1、添加元素add方法(添加内容）
public void add(E element) {
Node node = new Node(element);
if (first == null) {
first = node;
last = node;
} else {
// 元素的开头为上一个元素对象（最后一个对象）
node.privious = last;
// 元素的最后为null
node.next = null;
// 上一个元素设置为后一个对象
last.next = node;
// 设置最后元素为现在的对象
last = node;
}
size++;
}
// 2、toString方法
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
Node temp = first;
while (temp != null) {
sb.append(temp.element + ",");
temp = temp.next;
}
sb.setCharAt(sb.length() - 1, ']');
return sb.toString();
}
// 3、get方法（根据索引）
public E get(int index) {
// 检测索引
checkRange(index);
//调用封装的getNode方法获取指定索引位置对象
Node temp = getNode(index);
return temp != null ? (E)temp.element : null;
}
// 4、获取指定索引的对象
private Node getNode(int index) {
// 检测索引
checkRange(index);
Node temp = null;
if (index <= (size >> 1)) { //索引位置靠近与开头位置
temp = first;
for (int i = 0; i < index; i++) {
temp = temp.next;
}
} else { //索引位置靠近于末尾位置
temp = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--) {
temp = temp.privious;
}
}
return temp;
}
// 5、remove方法（删除指定索引位置元素）
public void remove(int index) {
// 检测索引
checkRange(index);
Node temp = getNode(index);
if (temp != null) {
Node before = temp.privious;
Node after = temp.next;
if (before != null) {
before.next = after;
}
if (after != null) {
after.privious = before;
}
// 被删除的元素是第一个元素时
if (index == 0) {
first = after;
}
// 被删除的元素时最后一个元素时
if (size == index - 1) {
last = before;
}
size--;
}
}
// 6、add方法（根据索引添加到指定位置）
public void add(int index, E element) {
// 检测索引
checkRange(index);
Node newNode = new Node(element);
Node temp = getNode(index);
if (temp != null) {
Node before = temp.privious;
// 1、添加的元素在第一个时
if (index == 0) {
newNode.next = temp;
temp.privious = newNode;
first = newNode;
}
// 2、添加的元素在最后一个时
if (index == size - 1) {
newNode.privious = temp;
temp.next = newNode;
last = newNode;
size++;
return;
}
// 3、添加的元素在普通位置时
if (before != null) {
// 新建元素与前一个创建连接
before.next = newNode;
newNode.privious = before;
// 新建元素与后一个创建连接
newNode.next = temp;
temp.privious = newNode;
}
size++;
}
}
// 7、索引检测
private void checkRange(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new RuntimeException("索引数字不合法: " + index);
}
}
}
